| 研究課題/領域番号 |
21K04476
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
石井 一洋 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20251754)
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| 研究分担者 |
片岡 秀文 大阪公立大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (10548241)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 回転デトネーションエンジン / 濃度計測 / 熱流束 / 推力 / 航空宇宙工学 / 推進機関 / デトネーション / 衝撃波 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
回転デトネーションエンジン（Rotating Detonation Engine、以下RDE）は、次世代航空宇宙用エンジンとして世界各国で研究開発が行われているが、RDE動作モードを支配する普遍的なパラメータは未だ確定しておらず、これは、主として燃焼器内における推進剤の混合状態がRDE毎に異なることに起因している。
本研究では、インジェクター構造の異なる複数のRDEに対して燃料濃度を実測することで、インジェクター性能が推進性能および動作モードに及ぼす影響を明らかにする。これにより、RDE開発に必要不可欠な、推力・比推力を定量的に予測可能な普遍的物理モデルを構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、回転デトネーションエンジンにおける燃料濃度計測手法を確立し、環状燃焼室内の円周方向燃料濃度分布を求めることに成功した。また、応答性の高い同軸型熱電対を用いた熱流束計測により、回転デトネーション波通過時の瞬時熱流束および軸方向の平均熱流束分布を求めるとともに、レイリー流れとファノー流れを組み合わせた1次元流れモデルにより、推力を精度良く予測することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、炭化水素燃料を使用する回転デトネーションエンジンのインジェクターの違いによる燃料濃度分布が、回転デトネーション伝播モードに及ぼす影響を明らかすることができる。また、今後の回転デトネーションエンジンの実用化において、冷却システム開発に必要な熱流束データを提供することが可能となった。さらに、燃焼室内流れの一次元モデルにより推力を容易に予測可能となった。
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